JP4181418B2 - Fuel injection valve - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念部に記載した燃料噴射弁に関する。
【0002】
例えばドイツ連邦共和国特許公開第19626576号明細書によれば電磁石式に操作可能な燃料噴射弁が公知であり、この燃料噴射弁においては、電磁石式の操作のために可動子が、電気的に励磁される磁石コイルと協働し、可動子のストロークが弁ニードルを介して弁閉鎖体に伝達される。弁閉鎖体は、弁座面と共にシール座を形成する。可動子内には多数の燃料通路が設けられている。可動子の戻し運動は戻しばねによって行われる。
【0003】
このドイツ連邦共和国特許公開第19626576号明細書において公知の燃料噴射弁においては、特にもっぱら燃料噴射弁の周期的な開閉によって引き起こされる圧力脈動が緩衝されずに燃料噴射システムのその他の部分、例えば燃料分配導管に伝達され、それによって共振が生ぜしめられ、この共振によって、燃料噴射弁の運転時に妨害的な雑音発生を引き起こすことになる、という欠点がある。
【0004】
このような共振によれば、構成部材間の接続が振動によって制限されて解除される可能性もあり、燃料噴射装置又は内燃機関自体の欠陥機能を生ぜしめ、これによって運転確実性に著しく不都合な影響が与えられる。
【0005】
発明の利点
これに対して、請求項1の特徴部を有する本発明による燃料噴射弁は、燃料噴射弁の切欠内に配置された少なくとも1つの緩衝部材が、弁ニードル運動によって生ぜしめられる圧力脈動によって緩衝されて、燃料分配導管内の共振が抑制されえ、雑音発生が低下せしめられる、という利点を有している。
【0006】
従属請求項に記載した手段によって、請求項1に記載した燃料噴射弁のその他の有利な実施態様が可能である。
【0007】
特に、オリフィスの形状に構成された緩衝部材がフィルタエレメントの下流側に配置されているので、燃料によって連行される汚れが濾過され、オリフィスの孔が詰まることはない。
【0008】
しかも、孔を有するオリフィスが簡単な形状で製造可能であって、燃料噴射弁の組み付け時に切欠内に容易に組み付けることができる。
【0009】
長い構造を有する燃料噴射弁においては、有利には多数の緩衝部材が使用され、これらの緩衝部材は、例えば種々異なる長さによって緩衝特性が改善される。
【0010】
多数の緩衝部材を使用した場合、孔はより大きいので、構成部分の大きい長さによって緩衝がより強く行われる。これによって緩衝部材は、フィルタエレメントの流入側にも配置することができる。これによって、より簡単な組み立て若しくは、既に使用されている燃料噴射弁に後付けすることが可能である。
【0011】
絞りに似た緩衝部材の使用は有利である。何故ならば、緩衝部材内で、弾性的な部材と挿入体とが互いに入れ子式に入り込んでいることによって、共振の抑制による非常に効果的な緩衝が可能である。
【0012】
図面
本発明の複数の実施例が図面に簡単に示されていて、以下に詳しく説明されている。
【0013】
図1は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第1実施例の概略的な断面図、
図2は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第2実施例の概略的な断面図、
図3は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第3実施例の図2のIII領域の部分的な断面図である。
【0014】
実施例の説明
図1は、本発明による燃料噴射弁の第1実施例が概略的な断面図で示されている。燃料噴射弁1は、混合気圧縮火花点火式内燃機関の燃料噴射装置のための燃料噴射弁1として構成されている。燃料噴射弁1は、燃料を図示していない内燃機関の燃焼室内に直接噴射するために適している。
【0015】
燃料噴射弁1はノズル体2より成っており、このノズル体2内に弁ニードル3が配置されている。弁ニードル3は弁閉鎖体4と作用接続しており、この弁閉鎖体4は、弁座体5に配置された弁座面6と協働して1つのシール座を形成している。この燃料噴射弁1は、図示の実施例では内方に開放する、1つの噴射開口7を有する燃料噴射弁1である。
【0016】
ノズル体2は、シール8によって磁石コイル10の外極9に対してシールされている。磁石コイル10は、コイルケーシング11内にカプセル状に包囲されていて、コイル支持体12に巻き付けられており、このコイル支持体12は磁石コイル10の内極13に当接している。内極13と外極9とは、ギャップ26によって互いに分離されていて、接続構成部29上に載っている。磁石コイル10は、電気的なプラグ17を介して供給可能な電流によって、導線19を介して励磁される。プラグ17は、内極13に射出成形されるプラスチック被覆部18によって包囲されている。
【0017】
弁ニードル13は、弁ニードルガイド14内でガイドされていて、この弁ニードルガイドは円板状に構成されている。ストローク調節のために、1対形式の調節円板15が使用される。調節円板15の他方側には可動子20が配置されている。この可動子20は、第1のフランジ21を介して弁ニードル3に摩擦結合(摩擦による束縛)的に結合されており、この弁ニードル3は、溶接継ぎ目22によって第1のフランジ21に接続されている。第1のフランジ21上には戻しばね23が支えられており、この戻しばね23は燃料噴射弁1の図示の構造では、スリーブ24によってプレロード(予圧)がかけられている。
【0018】
可動子20の下流側に第2のフランジ31が配置されており、この第2のフランジ31は下側の可動子ストッパとして用いられる。この第2のフランジ31は、溶接継ぎ目33を介して弁ニードル3に摩擦結合的に結合されている。可動子20と第2のフランジ31との間には、燃料噴射弁1の閉鎖時に可動子の跳ね返りを緩衝するための第2の中間リング32が配置されている。
【0019】
弁ニードル14、可動子20及び弁座体5内には燃料通路30a〜30cが延びており、これらの燃料通路は、中央の燃料供給部16を介して供給されフィルタエレメント25によって濾過される燃料を、噴射開口7に向かってガイドする。燃料噴射弁1は、シール28によって、図示していない分配導管に対してシールされている。
【0020】
燃料噴射弁1の非作業状態で、弁ニードル3における第1のフランジ21が戻しばね23によって上昇ストローク方向に抗して負荷され、閉鎖体4が弁座6に気密に当接保持されるようになっている。可動子20は中間リング32上に載り、この中間リング32は第2のフランジ31上に支えられている。磁石コイル10が励磁されると、この磁石コイル10は磁界を形成し、この磁界は、可動子20を戻しばね23のばね力に抗して上昇ストローク方向で移動させる。この場合、可動子20は、弁ニードル3に溶接されている第1のフランジ21を連行し、それによって弁ニードル3を同様に上昇ストローク方向で連行する。弁ニードル3と作用接続している弁閉鎖体4は、弁座面6から持ち上がり、これによって燃料通路30a〜30cを介して噴射開口7までガイドされた燃料が噴射される。
【0021】
コイル電流が遮断されると、可動子20は、磁界が十分に解消されてから、第1のフランジ21上に存在する戻しばね23のばね力によって内極13から落下し、それによって弁ニードル3は上昇ストローク方向に抗して移動する。これによって弁閉鎖体4は弁座面6上に載り、燃料噴射弁1は、閉鎖される。可動子20は、第2のフランジ31によって形成された可動子ストッパ上に載る。
【0022】
内極13の切欠36内には本発明に従ってオリフィス34が配置されており、このオリフィス34は孔35を備えている。この場合、オリフィス34は、フィルタエレメント25の下流側でフィルタエレメント25と調節スリーブ24との間に配置されていて、これによって、フィルタエレメント25及びさらにオリフィス34を貫流する燃料の汚れが抑制されて、オリフィス34の孔35が詰まることはなくなる。
【0023】
オリフィス34によって、燃料噴射弁1の運転中に発生する圧力脈動を無くすことができる。圧力脈動は、例えば燃料噴射弁1の周期的な開閉によって生ぜしめられ、その結果特に、詳しく図示していない分配導管内での共振によって雑音が発生する。発生した振動によって個別の構成部分間の差込み結合が解除されることも、圧力脈動の減衰によって抑制される。
【0024】
オリフィス34は、別個の構成部分としての第1実施例において製造され、内極13の切欠内に有利な形式で押し込まれる。しかしながらオリフィス34を例えば、調節スリーブ24又はフィルタエレメント25との組み合わせとして構成することも可能である。
【0025】
この場合、オリフィス34の孔35は、圧力脈動が効果的に減衰され、しかも燃料噴射弁1を流れる燃料流が絞られないように、寸法設計されている。圧力脈動の減衰がより強く行われると、燃料分配導管内の共振及びそれによって生ぜしめられる雑音発生はより小さくなる。
【0026】
この場合、オリフィス34を製造するための材料の選択は、特に、燃料の溶剤品質に対するオリフィス34の形状安定性によって規定される。材料の可鍛性に基づいてオリフィス34を内極の切欠36内に押し込みによって簡単に取り付けることができる金属合金及び金属の他に、ばね鋼スリーブ又はエラストマー等のテフロンリング、種々異なるエラストマーの組み合わせ並びにエラストマーと金属とから成る組み合わせも考えられる。エラストマーは繊維補強されるか、又はグラスファイバー、ガラス玉、ロックパウダー、金属粉等の充填剤が充填されていてもよい。
【0027】
図2は、本発明に従って構成された燃料噴射弁1の第2実施例の概略的な縦断面図が示されている。この燃料噴射弁1は特に、内燃機関の詳しく図示していない吸気管内に燃料を噴射するために適している。図1及び図2において互いに一致する構成部材には、同じ符号が付けられている。
【0028】
燃料噴射弁1は磁石コイル10を有しており、この磁石コイル10はコイル支持体12に巻き付けられている。コイル支持体12は、弁ケーシング40内にカプセル状に包囲されていて、カバー41によって閉鎖されている。
【0029】
コイル支持体12は、弁スリーブ43によって貫通されており、この弁スリーブ43は、管状に構成されていて、内部に拡開又は溶接された支持管44を収容している。この支持管44は、磁石コイル10の内極として用いられる。磁石コイル10の外極として例えば弁ケーシング40が用いられる。支持管44の下流側に可動子20が配置されており、この可動子20は、弁ニードル3と一体的に構成されている。弁ニードル3内には貫流開口45が設けられており、この貫流開口45は燃料噴射弁1を貫流する燃料をシール座にガイドする。
【0030】
貫流開口45の領域内には、燃料を濾過するためのリングフィルタ46が配置されている。弁ニードル3は、図示の実施例では球状の弁閉鎖体と、有利な形式で溶接によって作用接続している。この弁閉鎖体は弁座体5と協働して1つのシール座を形成している。シール座の下流側で、噴射孔付き円板47には少なくとも1つの噴射開口7が形成されており、この噴射開口7から燃料が、詳しく図示していない吸気管に噴射される。
【0031】
可動子20は、燃料噴射弁1の非作業状態で戻しばね23によって負荷されて、燃料噴射弁1が支持管44若しくは可動子20の切欠48内に配置されていて、調節スリーブ24によってプレロード(予圧)をかけられている。調節スリーブ24の流入側には鉢状のフィルタエレメント25が弁スリーブ43内に有利には押し込まれている。中央の燃料供給部16を通ってガイドされる燃料は、切欠48及び貫流開口45を通って燃料噴射弁1を貫流してシール座及び噴射開口7に向かって流れる。
【0032】
弁スリーブ43の流入側の端部49内には、金属製の管状の中空体50が挿入されていて、例えばフィルタエレメント25の領域内で弁スリーブ43に溶接されている。さらに詳しく図示していない燃料分配導管に組み付けるために、燃料噴射弁1は、金属製の中空体50の流入側の端部51でシール28を備えている。別のシール52は、燃料噴射弁1と吸気管との間の詳しく図示していない接続部をシールする。磁石コイル10は、導線19を介して、電気的なプラグ17を介して供給可能な電流によって励磁される。プラグ17は、プラスチック被覆部18によって包囲されており、このプラスチック被覆部18は、弁スリーブ43若しくは中空対50に射出成形によって形成することができる。
【0033】
磁石コイル10に、詳しく図示していない導線を介して電流が供給されると、磁界が形成され、この磁界は、十分な強さを有している場合には、可動子20を戻しばね23のばね力に抗して、燃料の流れ方向とは逆方向に磁石コイル10内に引き込む。これによって、可動子20と支持管44との間に形成された作業ギャップ27が閉鎖される。可動子20の運動によって、可動子20と一体的に構成された弁ニードル3も上昇ストローク方向に連行されるので、弁閉鎖体4は弁座体5から持ち上がり、燃料を噴射開口7にガイドする。
【0034】
磁石コイルを励磁する電流が遮断されると直ちに、燃料噴射弁1は閉鎖され、戻しばね23が可動子20を支持管44から押し離して、それによって弁ニードル3が流出方向で移動して弁閉鎖体4が弁座体5に載るまで磁界は消滅する。
【0035】
金属製の中空体50内には本発明に従って緩衝部材37が配置されている。図示の実施例では、緩衝特性を高めるために2つの緩衝部材37a、37bが設けられている。これらの緩衝部材37a,37bは、主に燃料噴射弁1の開閉によって及びそれに続く燃料分配システムの種々異なる部分内の共振によって生ぜしめられる圧力脈動を緩衝するという点で、図1に示した第1実施例におけるオリフィス34と同じ機能を有している。
【0036】
燃料噴射弁1の大きい構造長さ及びそれに基づく所用空間によって制限された、緩衝部材37a,37bの大きい軸方向の構造長さによって、緩衝部材37a及び37bの切欠38は、図1に示した孔35よりも大きく、しかも緩衝作用を弱めることはない。
【0037】
燃料流内に渦流が形成されるのを避けるために、緩衝部材37a,37bの形状は種々異なっている。例えば切欠38は、緩衝部材37a及び37bの軸方向長さ全体に亘って可変な直径を有していてよいが、またこの切欠38は、流入領域内に形成されているか、又は内壁に流れを改善するための構造を有していてもよい。同様に、緩衝部材37a,37bの軸方向の間隔Xは可変に構成することができる。
【0038】
図3には、本発明による緩衝部材37のための第3実施例の一部の断面図が示されており、この緩衝部材37は例えば、図2に関する説明に詳しく記載されている燃料噴射弁の金属製の中空体50内に挿入されている。
【0039】
この場合、緩衝部材37はその切欠38内で少なくとも1つ、有利には多数の弾性的な部材56を有しており、これらの部材56は、緩衝部材37の流入側の端部55に接続されている。これらの部材56は、燃料の流れ方向で切欠38内に、鉢状の挿入体57の内部まで延びており、この挿入体57は、緩衝部材37の流入側の端部58で切欠38内に配置されていて、少なくとも1箇所で緩衝部材337に接続されている。
【0040】
鉢状の挿入体57は、緩衝部材37の流入側の端部55に向かって開放していて、挿入体57の壁部60内で少なくとも1つ有利には多数の貫流開口59を有している。
【0041】
燃料噴射弁1を貫流する燃料は、流入側の端部55を通って緩衝部材37内に流入し、弾性的な部材56によって形成された、切欠38の狭窄部を通ってやや絞られる。この場合、弾性的な部材56は、燃料を半径方向で外方に押しやる。燃料はさらに、流入側で開放している鉢状の挿入体57内に流れる。次いで燃料は、挿入体57の壁部60に形成された貫流開口59を介して、まず挿入体57を流過し、次いで緩衝部材37を流過する。この場合、緩衝部材37を通る燃料の可能な経路は矢印で示されている。
【0042】
図3に示された緩衝部材37によって得られる緩衝は非常に効果的である。何故ならば、挿入体57が緩衝部材37に互いに入れ子式にはめ込まれ、また弾性的な部材56が挿入体57内に互いに入れ子式にはめ込まれていることによって、燃料供給部16の方向で振動が伝達されることはなく、それによって雑音発生は特に強く減少されるからである。
【0043】
本発明は、図示の実施例だけに限定されるものではなく、例えば外部圧縮自己点火式内燃機関用の燃料噴射弁1のためにも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従って構成された燃料噴射弁の第1実施例の概略的な断面図である。
【図2】 図2は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第2実施例の概略的な断面図である。
【図3】 図3は、本発明に従って構成された燃料噴射弁の第3実施例の図2のIII領域の部分的な断面図である。[0001]
The present invention relates to a fuel injection valve described in the superordinate conceptual part of claim 1.
[0002]
For example, according to DE 19626576, an electromagnetically operable fuel injection valve is known, in which a mover is electrically excited for electromagnetic operation. In cooperation with the magnet coil, the stroke of the mover is transmitted to the valve closing body via the valve needle. The valve closure forms a seal seat with the valve seat surface. A number of fuel passages are provided in the mover. The return movement of the mover is performed by a return spring.
[0003]
In the fuel injection valve known from DE 196 26 576, the pressure pulsation caused by the periodic opening and closing of the fuel injection valve, in particular, is not buffered and other parts of the fuel injection system, for example the fuel This has the disadvantage that it is transmitted to the distribution conduit and thereby causes a resonance which causes disturbing noise generation when the fuel injector is in operation.
[0004]
According to such resonance, there is a possibility that the connection between the constituent members is restricted due to the vibration and is released, which causes a defective function of the fuel injection device or the internal combustion engine itself, which is extremely inconvenient for operation reliability. Affected.
[0005]
Advantages of the Invention In contrast, the fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 is characterized in that the pressure pulsation in which at least one buffer member arranged in the notch of the fuel injection valve is caused by the valve needle movement. This has the advantage that resonance in the fuel distribution conduit can be suppressed and noise generation can be reduced.
[0006]
By means of the dependent claims, other advantageous embodiments of the fuel injection valve according to claim 1 are possible.
[0007]
In particular, since the shock absorbing member configured in the shape of the orifice is disposed on the downstream side of the filter element, dirt entrained by the fuel is filtered and the orifice hole is not clogged.
[0008]
In addition, the orifice having a hole can be manufactured in a simple shape, and can be easily assembled in the notch when the fuel injection valve is assembled.
[0009]
In a fuel injection valve having a long structure, a large number of buffer members are preferably used, and these buffer members have an improved buffer characteristic, for example by different lengths.
[0010]
When a large number of cushioning members are used, the holes are larger, so that the greater the length of the component, the stronger the cushioning. Thereby, the buffer member can also be arranged on the inflow side of the filter element. This allows for easier assembly or retrofit to already used fuel injectors.
[0011]
The use of a cushioning member similar to the diaphragm is advantageous. This is because the elastic member and the insert are nested in each other in the buffer member, so that very effective buffering by suppressing resonance is possible.
[0012]
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A number of embodiments of the invention are shown briefly in the drawings and are described in detail below.
[0013]
1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a fuel injection valve constructed in accordance with the present invention;
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a second embodiment of a fuel injection valve constructed in accordance with the present invention;
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of region III of FIG. 2 of a third embodiment of a fuel injector constructed in accordance with the present invention.
[0014]
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of a fuel injection valve according to the present invention. The fuel injection valve 1 is configured as a fuel injection valve 1 for a fuel injection device of an air-fuel mixture compression spark ignition type internal combustion engine. The fuel injection valve 1 is suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber of an internal combustion engine (not shown).
[0015]
The fuel injection valve 1 includes a nozzle body 2 in which a valve needle 3 is disposed. The valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4, which cooperates with a
[0016]
The nozzle body 2 is sealed against the outer pole 9 of the
[0017]
The
[0018]
A
[0019]
Fuel passages 30 a to 30 c extend in the
[0020]
When the fuel injection valve 1 is not in operation, the
[0021]
When the coil current is interrupted, the
[0022]
An
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
In this case, the
[0026]
In this case, the choice of material for producing the
[0027]
FIG. 2 shows a schematic longitudinal section of a second embodiment of a fuel injection valve 1 constructed according to the invention. The fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel into an intake pipe (not shown in detail) of an internal combustion engine. In FIG.1 and FIG.2, the same code | symbol is attached | subjected to the component which mutually corresponds.
[0028]
The fuel injection valve 1 has a
[0029]
The
[0030]
A
[0031]
The
[0032]
A metal tubular
[0033]
When a current is supplied to the
[0034]
As soon as the current that excites the magnet coil is interrupted, the fuel injection valve 1 is closed, and the
[0035]
A
[0036]
Due to the large structural length of the fuel injection valve 1 and the large axial structural length of the
[0037]
In order to avoid the formation of a vortex in the fuel flow, the shapes of the
[0038]
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a part of a third embodiment for a
[0039]
In this case, the
[0040]
The bowl-shaped
[0041]
The fuel flowing through the fuel injection valve 1 flows into the
[0042]
The buffer obtained by the
[0043]
The invention is not limited to the embodiment shown, but can also be used, for example, for a fuel injection valve 1 for an external compression self-ignition internal combustion engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a fuel injection valve constructed in accordance with the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a second embodiment of a fuel injection valve constructed in accordance with the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of region III of FIG. 2 of a third embodiment of a fuel injection valve constructed in accordance with the present invention.
Claims (12)
燃料が貫流する燃料噴射弁(1)の内極(13)の切欠(36)内に少なくとも1つの緩衝部材(37)が配置されており、該緩衝部材(37)が、流入側の端部(55)で少なくとも1つの弾性的な部材(56)を有しており、該弾性的な部材(56)が、燃料の流れ方向で緩衝部材(37)の切欠(38)内に延びていることを特徴とする燃料噴射弁。A fuel injection valve (1) having a magnet coil (10), which cooperates with a mover (20) loaded by a return spring (23), The child (20) forms a valve portion movable in the axial direction together with the valve needle (3). The valve needle (3) is provided with a valve closing body (4), and the valve closing body (4). In the form of forming a seal seat with the valve seat body (5),
At least one buffer member (37) is disposed in the notch (36) of the inner pole (13) of the fuel injection valve (1) through which the fuel flows , and the buffer member (37) has an end portion on the inflow side. (55) having at least one elastic member (56) which extends into the notch (38) of the buffer member (37) in the direction of fuel flow . The fuel injection valve characterized by the above-mentioned.
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